[发明专利]一种协议转换网关

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体的说，涉及工业控制网络协议与IPv6网络协议转换的网关。

背景技术

目前大型企业自动化系统中，上层企业管理层和生产监控层一般采用的都是以太网和PC机，而在下层车间现场都是采用现场总线和单片机监控设备。上下两层采用不同的网络体系结构和协议，为了实现沟通，通常的方法是采用以工业控制机加以太网卡，再加上PC机插槽上的接口卡和并行打印机EPP接口卡来实现。但这种连接方式成本高，开发周期长。

各类工业控制协议都是基于ISO/OSI开放式系统互联模型，OSI参考模型共分为七层，工业控制协议通信协议则根据自身特点加以简化，采用了物理层、数据链路层和网络，同时考虑到现场装置的控制功能和具体运用又增加了应用层。在工业控制协议的各层上，一般都作了如下的定义：

1)物理层定义了网络信道上的信号与连接方式、传输介质、传输速率、每条线路连接仪表的数量、最大传输距离、电源等。当处于数据发送状态时，该层接受数据链路层下发的数据，并将以某种电气信号进行编码并发送，当处于数据接受状态时，将相应的电气信号编码为二进制数，并送到链路层。

2)数据链路层定义了一系列服务于应用层的功能和向下与物理层的接口，使用物理层的服务，提供了介质存取控制功能、信息传输的差错检验。DLL提供源语服务和相关事件、与源语服务相关的参数格式，以及这些服务及事件之间的相关关系。DLL为用户提供了可靠且透明的数据传送服务。数据链路层是现场总线的核心。所有连接到同一物理通道上的应用进程实际上都是通过链路层的实时管理来协调的。为了突出实时性，现场总线没有采用以往IEEE 802.4标准中所定义的分布式物理通道管理，而是采用了集中式管理方式。在这种方式下，物理通道被有效地利用起来，并可有效地减少或避免实时通信的延迟。

3)网络层为用户提供了一系列的服务，拥有简化或实现分布式控制系统中应用进程之间的通信，同时为分布式现场总线控制系统提供了应用接口的操作标准，实现了系统的开放性。网络层与其他层的网络管理机构一起对网络数据流动、网络设备及网络服务进行管理。

4)应用层是专门针对工业自动化领域现场装置的控制和具体应用而设计的，它定义了现场设备数据库间互相存取的统一规则，用户凭标准功能块可组成系统，实现用户的应用程序，这是使现场总线标准超过一项通信标准而成为一项系统标准的关键，也是使现场总线控制系统开放与可互操作性的关键。

从现场总线协议各层的定义来看，除了应用层是区别于一般的网络协议外，其余各层定义的服务都是类似的，只是针对工业现场的特点作了特殊的定义。一般的异构网络协议经实践证明可以通过协议转换器进行转换，作为一种特殊的控制网络，异类网络也一定可以通过协议转换器进行转换。

网关应实现不同网络协议之间的转换，在具体实现技术上与它所互联的两个具体网络的协议有关。支持不同网络协议之间转换的网关是不相同的。由于异类现场总线协议在物理层、数据链路层、网络层和应用层上的定义基本上都是不同的，因此针对现场总线的协议转换器宜采用协议网关的方式，在协议的上层实现协议转换。

发明内容

本发明的目的就是提供一种协议转换网关，其可以整合各种异构系统中的资源，使其协调工作，实现工业控制网络协议与IPv6的转换。本发明的技术方案如下所述。

一种协议转换网关，其包含以下组件：

协议转换模块，实现协议A映射到协议B的过程；

IPv6协议栈模块，接收来自以太网的数据包传送到所述协议转换模块或者将所述协议转换模块发送来的数据包传送到以太网；

工业控制网络协议栈模块，接收来自工业控制网络的数据包传送到所述协议转换模块或者将所述协议转换模块发送来的数据包传送到工业控制网络。

其中，所述IPv6协议栈模块由支持TCP/IP和UDP协议的传输层、支持IPv4和IPv6双协议栈的网络层、数据链路层及物理层组成。

其中，所述工业控制网络协议栈模块由支持工业控制网络协议的网络层、数据链路层以及物理层组成。